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1.外文翻譯
機(jī)械加工零件的工藝及夾具設(shè)計(jì)
摘 要：本文對(duì)機(jī)械加工零件的結(jié)構(gòu)和工藝進(jìn)行了分析，確定了機(jī)械加工工藝路線，夾具在機(jī)械加工中所占的地位和重要性，以及夾具設(shè)計(jì)。隨著科學(xué)的日益發(fā)展進(jìn)步和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整,工程機(jī)械行業(yè)已成為沒有政策壁壘的完全競(jìng)爭(zhēng)行業(yè)
關(guān)鍵詞：技術(shù)背景/發(fā)展趨勢(shì)/工序/定位方案
1 機(jī)械加工歷史背景及其意義
機(jī)械制造業(yè)是一個(gè)古老而永遠(yuǎn)充滿生命力的行業(yè)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求越來(lái)越高，機(jī)械制造工藝也在日新月異地發(fā)展。自新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)的制造技術(shù)與制造業(yè)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，一個(gè)具有相當(dāng)規(guī)模和一定技術(shù)基礎(chǔ)的機(jī)械工業(yè)體系基本形成。改革開放二十多年來(lái)，我國(guó)制造業(yè)充分利用國(guó)內(nèi)國(guó)外兩方面的技術(shù)資源，有計(jì)劃地推進(jìn)企業(yè)的技術(shù)改造，引導(dǎo)企業(yè)走依靠科技進(jìn)步的道路，使制造技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量和水平及經(jīng)濟(jì)效益發(fā)生了顯著變化，為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展做出了很大的貢獻(xiàn)。盡管我國(guó)制造業(yè)的綜合技術(shù)水平有了大幅度提高，但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍存在階段性差距。進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國(guó)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)仍然是制造業(yè)，特別是在我國(guó)加入世貿(mào)組織后，世界的制造中心就從發(fā)達(dá)國(guó)家遷移到了亞洲，我國(guó)有廉價(jià)的勞動(dòng)力和廣大的消費(fèi)市場(chǎng)，因此，我國(guó)工業(yè)要想發(fā)展，就需要有相應(yīng)的技術(shù)和設(shè)備來(lái)支持。
機(jī)械工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備工業(yè)；是科學(xué)技術(shù)物化的基礎(chǔ)；是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的載體；是國(guó)防建設(shè)的基礎(chǔ)；是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的重要支柱；也是為提高人民生活質(zhì)量、提供消費(fèi)類機(jī)電產(chǎn)品的供應(yīng)工業(yè)。它對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的質(zhì)量和效益、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化具有極其重要的作用。
2 機(jī)械行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
隨著社會(huì)的發(fā)展，各種機(jī)械逐漸運(yùn)用到各個(gè)行業(yè)中，不管是在農(nóng)用、軍用、工用等方面，離開了機(jī)械的操作就談不上效率，因此，從某中角度上來(lái)說(shuō)，一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力、社會(huì)地位，和機(jī)械行業(yè)的發(fā)展是密不可分的。各工業(yè)化國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的歷程表明，沒有強(qiáng)大的裝備制造業(yè)，就不可能實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的工業(yè)化、現(xiàn)代化和信息化[3]。目前裝備制造業(yè)發(fā)展滯后是制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的重要因素，加大結(jié)構(gòu)調(diào)整力度，推進(jìn)機(jī)械工業(yè)持續(xù)、健康、穩(wěn)定發(fā)展，對(duì)于轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，提高國(guó)民經(jīng)濟(jì)整體素質(zhì)，增強(qiáng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，保障國(guó)防安全等都具有重要而深遠(yuǎn)的意義。
3 機(jī)械加工工藝規(guī)程制訂
3.1 機(jī)械加工工藝過(guò)程的定義
機(jī)械加工工藝過(guò)程是指用機(jī)械加工方法改變毛坯的形狀，尺寸，相對(duì)位置和性質(zhì)等，使其成為成品或半成品的全過(guò)程。機(jī)械加工工藝過(guò)程直接決定零件及產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，對(duì)產(chǎn)品的成本、生產(chǎn)周期都有較大的影響，是整個(gè)工藝過(guò)程的重要組成部分。
3.2 機(jī)械加工工藝過(guò)程的組成
組成機(jī)械加工工藝過(guò)程的基本單元是工序。工序又是由安裝、工位、工步及走刀組成的。
⑴ 工序是指一個(gè)或一組工人，在一個(gè)工作地對(duì)同一個(gè)或同時(shí)對(duì)幾個(gè)工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過(guò)程。工序是制定勞動(dòng)定額、配備工人及機(jī)床設(shè)備、安排作業(yè)計(jì)劃和進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)的基本單元。
⑵ 安裝是工件經(jīng)一次裝夾后所完成的那一部分工序。
⑶ 當(dāng)應(yīng)用轉(zhuǎn)位（或移位）加工的機(jī)床（或夾具）進(jìn)行加工時(shí)，在一次裝夾中，工件（或刀具）相對(duì)于機(jī)床要經(jīng)過(guò)幾個(gè)位置依次進(jìn)行加工，在每一個(gè)工作位置上所完成的那一部分工序，稱為工位。采用多工位加工可以減少裝夾的次數(shù)，減少裝夾誤差，提高生產(chǎn)率。
⑷ 工步是加工表面在切削刀具和切削用量（僅指主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量）都不變的情況下所完成的那一部分工藝過(guò)程。
⑸ 在一個(gè)工步中，如果要切掉的金屬層很厚，可分幾次切削，每切削一次就稱為一次走刀。
3.3 機(jī)械加工工藝規(guī)程的定義
規(guī)定產(chǎn)品或零部件制造過(guò)程和操作方法等的工藝文件，稱為工藝規(guī)程，它是企業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)性技術(shù)文件。
3.4 機(jī)械加工工藝規(guī)程的作用及內(nèi)容
機(jī)械加工工藝規(guī)程是生產(chǎn)準(zhǔn)備工作的主要依據(jù)。根據(jù)它來(lái)組織原材料和毛坯的供應(yīng)，進(jìn)行機(jī)床調(diào)整，專用工藝裝備的設(shè)計(jì)與制造，編制生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃，調(diào)配勞動(dòng)力，以及進(jìn)行生產(chǎn)成本核算等。
機(jī)械加工工藝規(guī)程也是組織生產(chǎn)、進(jìn)行計(jì)劃調(diào)度的依據(jù)。有了它就可以制定生產(chǎn)產(chǎn)品的進(jìn)度計(jì)劃和相應(yīng)的調(diào)度計(jì)劃，并能做到各工序科學(xué)地銜接，使生產(chǎn)均衡、順利，實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和低消耗。
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片和機(jī)械加工工序卡片，是兩個(gè)主要的工藝文件。機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片，是說(shuō)明零件加工工藝過(guò)程的工藝文件。在單件、小批量生產(chǎn)中，以機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片指導(dǎo)生產(chǎn)，過(guò)程卡的各個(gè)項(xiàng)目編制較為詳細(xì)。機(jī)械加工工序卡片是為每個(gè)工序詳細(xì)制定的，用于直接指導(dǎo)工人進(jìn)行生產(chǎn)，多用于大批量生產(chǎn)的零件和成批生產(chǎn)中的重要零件。
3.5 制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的原則及步驟
在一定的生產(chǎn)條件下，以最少的勞動(dòng)消耗和最低的費(fèi)用，按計(jì)劃加工出符合圖紙要求的零件，是制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的基本原則。
制訂機(jī)械加工工藝規(guī)程的步驟如下：
①根據(jù)零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)決定生產(chǎn)類型；
②分析零件加工的工藝性；
③選擇毛坯的種類和制造方法；
④擬訂工藝過(guò)程；
⑤工序設(shè)計(jì)；
⑥編制工藝文件。
4 夾具設(shè)計(jì)
4.1 夾具設(shè)計(jì)的意義
在機(jī)械行業(yè)中，如何去保證工件的高精度、加工的成本等實(shí)質(zhì)性問(wèn)題，一直是從事于機(jī)械行業(yè)人員研究的問(wèn)題，其中在設(shè)計(jì)夾具的時(shí)候就要考慮以上問(wèn)題，高效的夾具是工件高精度的保證，如何讓夾具更高效、更經(jīng)濟(jì)，這是行業(yè)人急需要解決的。
隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的不斷提高，各種高科技技術(shù)逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)，如何利用這些高科技為人類服務(wù)，如何充分利用這些高科技在機(jī)械行業(yè)中，這還需要機(jī)械行業(yè)人員不斷的努力，開拓創(chuàng)新。
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，和社會(huì)市場(chǎng)需要，夾具的設(shè)計(jì)在逐步的超向柔性制造系統(tǒng)方向發(fā)展。迄今為止,夾具仍是機(jī)電產(chǎn)品制造中必不可缺的四大工具之一,刀具本身已高度標(biāo)準(zhǔn)化,用戶只需要按品種、規(guī)格選用采購(gòu)。而模具和夾具則和產(chǎn)品息息相關(guān),產(chǎn)品一有變化就需重新制作,通常是屬于專用性質(zhì)的工具,模具已發(fā)展成為獨(dú)立的行業(yè);夾具在國(guó)內(nèi)外也正在逐漸形成一個(gè)依附于機(jī)床業(yè)或獨(dú)立的小行業(yè)。 組合夾具不僅具有標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、組合化等當(dāng)代先進(jìn)設(shè)計(jì)思想,又符合節(jié)約資源的原則,更適合綠色制造的環(huán)境保護(hù)原理。所以是今后夾具技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展方向單位 。
機(jī)床夾具通常是指裝夾工件用的裝置:至于裝夾各種刀具用的裝置,則一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時(shí)也廣義地包括在機(jī)床夾具的范圍內(nèi)。按照機(jī)床夾具的應(yīng)用范圍,一般可分為通用夾具,專用夾具和可調(diào)整式夾具等。
通用夾具是在普通機(jī)床上一般都附有通用夾具,如車床上的卡盤,銑床上的回轉(zhuǎn)工作臺(tái),分度頭,頂尖座等。它們都一標(biāo)準(zhǔn)化了,具有一定的通用性,可以用來(lái)安裝一定形狀尺寸范圍內(nèi)的各種工件而不需要進(jìn)行特殊的調(diào)整。但是,在實(shí)際生產(chǎn)中,通用夾具常常不能夠滿足各種零件加工的需要;或者因?yàn)樯a(chǎn)率低而必須把通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn);或者由于工件的形狀,加工的要求等的不同須專門設(shè)計(jì)制造一種專用夾具,以解決生產(chǎn)實(shí)際的需要。
用夾具是為了適應(yīng)某一工件的某一工序加工的要求而專門設(shè)計(jì)制造的,其功用主要有下列幾個(gè)方面:1.保證工件被加工表面主要包括加工工件所需要的機(jī)動(dòng)時(shí)間和裝卸工件等所需要的輔助時(shí)間兩部分。2.采用專用夾具后,安裝工件和轉(zhuǎn)換工位的工作都可以大為簡(jiǎn)化,不再需要畫線和找正,縮短了工序的輔助時(shí)間并且節(jié)省了畫線這個(gè)工序,從而提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率.在生產(chǎn)中由于采用了多工件平行加工的夾具,使同時(shí)加工的幾個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間將與加工一個(gè)工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間相同。采用回轉(zhuǎn)式多工位連續(xù)加工夾具,可以在進(jìn)行切削加工某個(gè)工件的同時(shí),進(jìn)行其它工件的裝卸工作,從而使輔助時(shí)間與機(jī)動(dòng)時(shí)間相重合?？傊?隨著專用夾具的采用和進(jìn)一步改善,可以有效地縮短工序時(shí)間,滿足生產(chǎn)不斷發(fā)展的需要。3.采用專用夾具還能擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍。例如在普通車床上附加鏜模夾具后,便可以代替鏜床工作;裝上專用夾具后可以車削成型表面等,以充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用。4.減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,保障安全生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)需要,采用一些氣動(dòng),液壓或其它機(jī)械化,自動(dòng)化程度較高的專用夾具,對(duì)于減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的穩(wěn)質(zhì)高產(chǎn)都有很大作用。加工大型工件時(shí),例如加工車床床身上,下兩面上的螺孔,需要把床身工件翻轉(zhuǎn)幾次進(jìn)行加工,勞動(dòng)強(qiáng)度大而且不安全。采用電動(dòng)回轉(zhuǎn)式鉆床家具后,就能夠達(dá)到提高生產(chǎn)效率,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,保障生產(chǎn)安全的目的。
4.2 夾具的發(fā)展趨勢(shì)
工業(yè)設(shè)計(jì)是人類社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，從英國(guó)莫里斯的“工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng)”，到德國(guó)的包豪斯設(shè)計(jì)革命以及美國(guó)的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時(shí)至今日，工業(yè)設(shè)計(jì)已成為一門獨(dú)立的專業(yè)學(xué)科，并且有一套完整的研究體系。
1980年國(guó)際工業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)會(huì)理事會(huì)（ICSID）給工業(yè)作了明確定義：“就批量生產(chǎn)的工業(yè)產(chǎn)品而言，憑借訓(xùn)練，技術(shù)知識(shí)，經(jīng)驗(yàn)及視覺感受，而預(yù)示材料、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造、形態(tài)、色彩、表面加工，裝飾以新的品質(zhì)和規(guī)格，叫做工業(yè)設(shè)計(jì)。根據(jù)當(dāng)時(shí)的具體情況，工業(yè)設(shè)計(jì)師應(yīng)在上述工業(yè)產(chǎn)品全部側(cè)面或其中幾個(gè)方面進(jìn)行工作，而且需要工業(yè)設(shè)計(jì)師對(duì)包裝、宣傳、展示，市場(chǎng)開發(fā)等問(wèn)題的解決付出自己的技術(shù)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)以及視覺評(píng)價(jià)能力時(shí)，這也屬于工業(yè)設(shè)計(jì)的范疇”。
材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)，一方面，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；另一方面，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。從設(shè)計(jì)美學(xué)的觀點(diǎn)看，技術(shù)不僅僅是物質(zhì)基礎(chǔ)還具有其本身的“功能”作用，只要善于應(yīng)用材料的特性，予以相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式和適當(dāng)?shù)募庸すに嚕湍軌騽?chuàng)造出實(shí)用，美觀，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品，即在產(chǎn)品中發(fā)揮技術(shù)潛在的“功能”。
任何設(shè)計(jì)都是時(shí)代的產(chǎn)物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時(shí)期的科學(xué)技術(shù)水平。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來(lái)新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整個(gè)機(jī)體的變化。
現(xiàn)在，機(jī)械加工工藝及夾具隨著制造技術(shù)的發(fā)展也突飛猛進(jìn)。機(jī)械加工工藝以各個(gè)工廠的具體情況不同，其加工的規(guī)程也有很大的不同。突破已往的死模式。使其隨著情況的不同具有更加合理的工藝過(guò)程。也使產(chǎn)品的質(zhì)量大大提高。制定加工工藝雖可按情況合理制定，但也要滿足其基本要求：在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡可能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低加工成本。并在充分利用本工廠現(xiàn)有生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，盡可能采用國(guó)內(nèi)、外先進(jìn)工藝技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。還應(yīng)保證操作者良好的勞動(dòng)條件。但我國(guó)現(xiàn)階段還是主要依賴工藝人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)編制工藝，多半不規(guī)定工步和切削用量，工時(shí)定額也憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，十分粗略，缺乏科學(xué)依據(jù)，難以進(jìn)行合理的經(jīng)濟(jì)核算
國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右。現(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾具，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾具；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3～4年就要更新50～80％左右專用夾具，而夾具的實(shí)際磨損量?jī)H為10～20％左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：
1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；
2）能裝夾一組具有相似性特征的工件；
3）能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；
4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；
5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；
6）提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。
現(xiàn)代機(jī)床夾具的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、高效化、精密化和柔性化等四個(gè)方面。
利用更好的夾具，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高加工精度，減少?gòu)U品，可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍，改善操作的勞動(dòng)條件。因此，夾具是機(jī)械制造中的一項(xiàng)重要的工藝裝備。一個(gè)好的夾具是加工出合格產(chǎn)品的首要條件，為了讓夾具有更好的發(fā)展，夾具行業(yè)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研協(xié)作的力度，加快用高新技術(shù)改造和提升夾具技術(shù)水平的步伐，創(chuàng)建夾具專業(yè)技術(shù)網(wǎng)站，充分利用現(xiàn)代信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，與時(shí)俱進(jìn)地創(chuàng)新和發(fā)展夾具技術(shù)。主動(dòng)與國(guó)外夾具廠商聯(lián)系，爭(zhēng)取合資與合作，引進(jìn)技術(shù)，這是改造和發(fā)展我國(guó)夾具行業(yè)較為行之有效的途徑。
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本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）
題 目： 車床支架機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
學(xué)習(xí)中心：
層 次： ?？破瘘c(diǎn)本科
專 業(yè)：
年 級(jí)： 年 春/秋 季
學(xué) 號(hào)：
學(xué) 生：
指導(dǎo)教師：
完成日期： 年 月 日
II
車床支架機(jī)械加工工藝及夾具設(shè)計(jì)
內(nèi)容摘要
在機(jī)械制造批量生產(chǎn)中根據(jù)加工工件的工藝要求，合理地使用夾具是充分發(fā)揮通用機(jī)床的作用、保證產(chǎn)品質(zhì)量、縮短輔助時(shí)間、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度的重要手段。同時(shí)，使用夾具還有助于工人掌握復(fù)雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復(fù)雜的工藝問(wèn)題等，因此，機(jī)床夾具在機(jī)械制造行業(yè)中占有十分重要的地位。
本設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括：
一、緒論
二、工藝規(guī)程設(shè)計(jì)，包括：
1. 年生產(chǎn)量和批量的確定；
2. 零件分析；
3. 毛坯余量和加工余量的確定；
4. 定位基準(zhǔn)的選擇；
5. 工藝方案的確定；
6. 工藝路線的擬定；
7. 機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算和工序時(shí)間定額。
三、夾具設(shè)計(jì)
1.定準(zhǔn)基準(zhǔn)的選擇
2.定位元件的選擇
3.夾緊元件的選擇
4.夾緊力的計(jì)算
具體內(nèi)容，見詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
關(guān)鍵詞：夾具；通用機(jī)床；工藝
目 錄
內(nèi)容摘要 I
引 言 1
1 緒論 2
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 3
2.1年生產(chǎn)量和批量的確定 3
2.2零件分析 3
2.3毛坯余量和加工余量的確定 4
2.4定位基準(zhǔn)的選擇： 5
2.5工藝方案的確定 6
2.6工藝路線的擬定 7
3 夾具設(shè)計(jì) 30
3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 31
3.2定位元件選擇 31
3.3 夾緊元件的選擇 32
3.4夾緊力的計(jì)算 32
參考文獻(xiàn) 34
引 言
本次設(shè)計(jì)內(nèi)容涉及了機(jī)械制造工藝及機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、金屬切削機(jī)床、公差配合與測(cè)量等多方面的知識(shí)。
車床支架機(jī)械加工工藝規(guī)程及其鉆锪孔的夾具設(shè)計(jì)是包括零件加工的工藝設(shè)計(jì)、工序設(shè)計(jì)以及專用夾具的設(shè)計(jì)三部分。在工藝設(shè)計(jì)中要首先對(duì)零件進(jìn)行分析，了解零件的工藝再設(shè)計(jì)出毛坯的結(jié)構(gòu)，并選擇好零件的加工基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)出零件的工藝路線；接著對(duì)零件各個(gè)工步的工序進(jìn)行尺寸計(jì)算，關(guān)鍵是決定出各個(gè)工序的工藝裝備及切削用量；然后進(jìn)行專用夾具的設(shè)計(jì)，選擇設(shè)計(jì)出夾具的各個(gè)組成部件，如定位元件、夾緊元件、引導(dǎo)元件、夾具體與機(jī)床的連接部件以及其它部件；計(jì)算出夾具定位時(shí)產(chǎn)生的定位誤差，分析夾具結(jié)構(gòu)的合理性與不足之處，并在以后設(shè)計(jì)中注意改進(jìn)。
關(guān)鍵詞：工藝、工序、切削用量、夾緊、定位、誤差。
1 緒論
本次設(shè)計(jì)的題目是“車床支架機(jī)械加工工藝及鉆孔夾具設(shè)計(jì)”。這個(gè)題目是傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)課題，在做這個(gè)設(shè)計(jì)題目過(guò)程中，涉及了很多工藝規(guī)程設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。
本次的設(shè)計(jì)任務(wù)是：制定一給定的零件（車床支架）的機(jī)械加工工藝及就加工該零件的某一道工序（鉆孔）的夾具設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：
毛坯零件綜合圖一張；
夾具裝配圖1張；
夾具體圖1張；
工序卡的編訂、 繪制；
論文1份；
2 工藝規(guī)程設(shè)計(jì)
2.1年生產(chǎn)量和批量的確定
1）已知生產(chǎn)綱領(lǐng)：2000件/年，
年生產(chǎn)量=生產(chǎn)綱領(lǐng) 每臺(tái)件數(shù) （1%儲(chǔ)備量）（1%廢品率）
2）生產(chǎn)類型的確定：
查工藝人員手冊(cè)，年產(chǎn)量2000件的屬于中批生產(chǎn)。
3）批量的確定及生產(chǎn)間隔期
在一個(gè)零件總的加工時(shí)間及最長(zhǎng)工序時(shí)間確定的情況下，批量和生產(chǎn)間隔期相互制約，批量越大，生產(chǎn)間隔期越長(zhǎng)，生產(chǎn)率高，但資金周轉(zhuǎn)慢，批量越小，生產(chǎn)間隔期短，資金周轉(zhuǎn)快，但生產(chǎn)率低，所以要同時(shí)兼顧二者。
批量的確定：
除了要考慮生產(chǎn)間隔期外，還要考慮車間毛坯倉(cāng)庫(kù)的面積，如批量大，則占用車間面積過(guò)大，資金投入大，周轉(zhuǎn)慢，反之，如批量小，則毛坯的供給滿足不了加工需要，則出現(xiàn)停工，以至于設(shè)備的閑置，工人的浪費(fèi)。
考慮到以上的種種因素，定的批量時(shí)間為2天。
2.2零件分析
1． 零件作用：本零件作為支架用。
2． 零件材料：本零件材料為HT20-40。
3． 零件熱處理要求：由于本零件為鑄件，需要進(jìn)行時(shí)效處理。
4． 零件技術(shù)要求：
本零件需加工的表面為：A面、C面、F面、D面、E面、L孔、B孔、G孔、H孔。其中L孔，B孔不但本身尺寸精度、表面粗糙度有較高要求，而且位置精度也有一定要求。（詳細(xì)見工件零件圖）
5． 零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：對(duì)稱性較好。
6． 加工出該工件所用的加工方法主要有：銑削加工，鉆、锪、擴(kuò)、鉸削加工。
7． 零件設(shè)計(jì)基準(zhǔn)：分析得知，其設(shè)計(jì)基準(zhǔn)是E面、 F 面。
2.3毛坯余量和加工余量的確定
1）毛坯的選擇
由于零件是中批生產(chǎn)，故優(yōu)先考慮鍛、鑄件，可提高生產(chǎn)率，降低成本，
又考慮到零件的力學(xué)性能、形狀及大小，故采用鑄件。
2）毛坯余量和加工余量的確定
加工余量的大小不僅直接影響毛坯尺寸，而且影響到工藝裝備（如鍛模、夾具等）的尺寸，設(shè)備的調(diào)整，切削用量的選擇，材料消耗工藝定額和加工工時(shí)定額等。如果余量留大了，既浪費(fèi)材料又浪費(fèi)工時(shí)、工具和動(dòng)力；如果留小了，由于加工過(guò)程中的應(yīng)力變形和熱變形等影響，可能會(huì)由于余量不足而導(dǎo)致工件報(bào)廢，因此，在設(shè)計(jì)工藝規(guī)程時(shí)確定合理的加工余量是十分重要的。
機(jī)械加工中毛坯尺寸與其零件尺寸之差，稱為毛坯余量，加工余量的大小，取決于各加工過(guò)程中各個(gè)工序應(yīng)切除的金屬層總和，以及毛坯尺寸與規(guī)定的公稱尺寸間的偏差值。
毛坯余量的確定：根據(jù)毛坯的鑄造精度，鑄件最大尺寸，該面的公稱尺寸，及該面在砂箱中所處的位置，可由《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》中查出。
但在本次設(shè)計(jì)中，毛坯余量由各工序切削余量計(jì)算出。每道工序中切去金屬的厚度就是該道工序的加工余量。加工余量的確定可由《機(jī)械加工余量手冊(cè)》中查出，其選用原則為：
a. 應(yīng)有充分的加工余量，加工余量應(yīng)能保證得到圖紙上所規(guī)定的表面粗糙度及精度；
b. 決定加工余量時(shí)應(yīng)考慮到零件的熱處理時(shí)引起的變形，否則可能產(chǎn)生廢品；
c. 決定加工余量時(shí)應(yīng)考慮到所采用的加工方法和設(shè)備，以及加工過(guò)程中零件可能發(fā)生的變形；
d. 決定加工余量時(shí)應(yīng)考慮到被加工零件的大小，零件越大，則加工余量也越大，因?yàn)榱慵某叽缭龃蠛?，由切削力，?nèi)應(yīng)力等引起的變形的可能性也增加；
e. 在考慮上述各項(xiàng)后，盡量采用最小的加工余量，以求縮短加工時(shí)間，并降低零件的制造費(fèi)用。
加工余量應(yīng)包括：
a. 上工序的表面粗糙度（Ra）
b. 上工序的表面破壞層（Da）
c. 上工序的尺寸公差（Ta）
d. 需要單獨(dú)考慮的誤差（ρa(bǔ)）
e. 本工序的安裝誤差（εb）
實(shí)際生產(chǎn)中的加工余量，很少采用計(jì)算法，而大多是由工廠經(jīng)驗(yàn)估計(jì)和查閱一般的機(jī)械加工手冊(cè)決定，而本工藝規(guī)程加工余量的制定則參照《機(jī)械加工余量手冊(cè)》而定。在本工藝規(guī)程中，鑄件采用機(jī)器造型，木模，精度等級(jí)選7級(jí)，查表12-2表12-3得：毛坯件側(cè)面、頂面的加工余量為4㎜，而底面有4㎜高的一個(gè)臺(tái)階面，考慮鑄造方便，故其底面余量取大一些，使其表面為一平面，底面加工余量為8㎜；孔均為鉆出。
繪制零件—毛坯綜合圖
零件—毛坯綜合圖詳細(xì)見圖紙。
2.4定位基準(zhǔn)的選擇：
1.粗基準(zhǔn)的選擇：
1） 保證工件加工表面相對(duì)于不加工表面具有一定位置精度的原則：被加工零件上如有不加工表面應(yīng)選不加工表面作粗基準(zhǔn)，這樣可以保證不加工表面對(duì)于加工表面具有較為精確的相對(duì)位置關(guān)系。
2） 合理分配加工余量的原則：從保證重要表面加工余量均勻考慮，應(yīng)選擇重要表面作粗基準(zhǔn)。
3） 便于裝夾的原則：為使工件定位穩(wěn)定，夾緊可靠，要求所選用的粗基準(zhǔn)盡可能平整、光潔、不允許有鍛造飛邊、鍛造澆冒口切痕或其它缺陷，并有足夠的支撐面積。
4） 粗基準(zhǔn)不得重復(fù)使用的原則： 在同一尺寸方向上粗基準(zhǔn)只允許使用一次。
2.精基準(zhǔn)的選擇原則：
1） 基準(zhǔn)重合原則 應(yīng)盡可能選擇被加工表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)為精基準(zhǔn)，這樣可以避免由于基準(zhǔn)不重合引起的定位誤差。
2） 統(tǒng)一基準(zhǔn)原則 應(yīng)盡可能選擇用同一組精基準(zhǔn)加工工件上盡可能多的加工表面，以保證各加工表面之間的相對(duì)位置關(guān)系。
3） 互為基準(zhǔn)原則 當(dāng)工件上兩個(gè)加工表面之間位置精度要求比較高時(shí)，可以采用兩個(gè)加工表面互為基準(zhǔn)反復(fù)加工的方法。
4） 自為基準(zhǔn)原則 一些表面的精加工工序，要求加工余量小而均勻，常以加工表面自身為基準(zhǔn)。
2.5工藝方案的確定
根據(jù)工件材料性質(zhì)和具體尺寸精度、粗糙度的要求，設(shè)計(jì)了兩種工藝路線來(lái)達(dá)到加工目的：
方案一：
工序Ⅰ
粗銑—半精銑F面
粗銑—半精銑—精銑AC1面
粗銑—半精銑—精銑AC2面
工序Ⅱ
以A、C面為精基準(zhǔn)，
粗銑—半精銑D面
粗銑—半精銑E面
工序Ⅲ
鉆—擴(kuò)—鉸B孔
工序Ⅳ
鉆—擴(kuò)—鉸L孔
工序Ⅴ
鉆H孔，锪G孔
工序Ⅵ
清除毛刺
方案二：
工序Ⅰ
以互為基準(zhǔn)原則，
粗銑—半精銑D面
粗銑—半精銑E面
工序Ⅱ
以D面為主要基準(zhǔn)，
粗銑—半精銑F面
粗銑—半精銑—精銑AC1面
粗銑—半精銑—精銑AC2面
工序Ⅲ
以D面為主要基準(zhǔn)，
鉆H孔，锪G孔
工序Ⅳ
以D面為主要基準(zhǔn)，
鉆—擴(kuò)—鉸B孔
工序Ⅴ
以D面為主要基準(zhǔn)，
鉆—擴(kuò)—鉸L孔
工序Ⅵ
清除毛刺
方案選擇：
在工藝路線擬定中根據(jù)機(jī)加工工序的安排原則：
1 先基準(zhǔn)后其它原則
2 先粗后精原則
3 先面后孔原則
4 先主后次原則
綜合考慮，選擇方案二更好。
2.6工藝路線的擬定
在擬定工藝路線時(shí)，必須同時(shí)確定各工序所采用的機(jī)床，刀具，輔助設(shè)備及工藝裝備，切削用量的選擇和生產(chǎn)節(jié)拍的符合設(shè)計(jì)。機(jī)床和工裝的選擇應(yīng)盡量做到合理，經(jīng)濟(jì)，使之與被加工零件的生產(chǎn)類型，加工精度和零件的形狀尺寸相適應(yīng)。
一）機(jī)床的選擇（見《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》P522）
1 機(jī)床的加工規(guī)格范圍應(yīng)與零件的外部形狀，尺寸相適應(yīng)。
2 機(jī)床的精度應(yīng)與工序要求的加工精度相適應(yīng)
3 機(jī)床的生產(chǎn)率應(yīng)與被加工零件的生產(chǎn)類型相適應(yīng)。大批量生產(chǎn)盡量選用生產(chǎn)率高的專用機(jī)床，組合機(jī)床或自動(dòng)機(jī)床。
4 機(jī)床的選擇應(yīng)與現(xiàn)有條件相適應(yīng)。做到盡量發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的作用，并盡量做到設(shè)備負(fù)荷平衡。
按照加工過(guò)程中每道工序的有效功率，選擇工序Ⅰ、工序Ⅱ的加工機(jī)床為：X5032型立式升降臺(tái)銑床。
工序Ⅲ、工序Ⅳ、工序Ⅴ的加工機(jī)床為：Z525立式鉆床。
二）刀具的選擇（《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》P802）
刀具的選擇也包括刀具的類型，構(gòu)造和材料的選擇，主要應(yīng)根據(jù)加工方法、工序應(yīng)達(dá)到的加工精度、粗糙度、工件的材料形狀、生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性等因素加以考慮，原則上盡量采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，必要時(shí)采用各種高生產(chǎn)率的專用刀具。
本工藝中銑削的工序都采用YG類硬質(zhì)合金刀具。YG類硬質(zhì)合金刀具的韌性較好，但切削韌性材料時(shí)耐磨性和耐熱性較差。所以，目前YG類硬質(zhì)合金適用于加工鑄鐵、青銅等脆性材料。常用牌號(hào)有：YG3、YG6、YG8等，其中數(shù)字表示Go的含量。
銑刀直徑的選擇：
D=(1.4～1.6)ae
D-----銑刀直徑
ae---銑削寬度
工序Ⅰ
D=1.4×ae=1.4×88=123
考慮到機(jī)床功率，切削力矩，銑削效率的影響，
選D=100,細(xì)齒，齒數(shù)Z=10，YG8硬質(zhì)合金面銑刀
工序Ⅱ
Ⅱ-1-1，Ⅱ-1-2
D=1.4×ae=1.4×140=196
選D=160, 中齒，齒數(shù)Z=10，YG8硬質(zhì)合金面銑刀
Ⅱ-1-3至Ⅱ-1-8
選D=100，中齒，齒數(shù)Z=6 ，YG8硬質(zhì)合金面銑刀，
孔加工中刀具的選擇主要根據(jù)被加工孔的直徑大小來(lái)選擇。
三）夾具的選擇（《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》P630）
正確設(shè)計(jì)和使用夾具，對(duì)保證加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率、擴(kuò)大機(jī)床使用范圍既減輕勞動(dòng)強(qiáng)度都有重要意義。同時(shí)，使用夾具還有助于工人掌握復(fù)雜或精密零件的加工質(zhì)量及解決較為復(fù)雜的工藝問(wèn)題等。具體情況見后面的夾具設(shè)計(jì)部分。
四）量具的選擇
1 量具的選擇應(yīng)做到量具的精度應(yīng)與零件的加工精度相適應(yīng)。
2 量具的量程應(yīng)與被測(cè)零件的尺寸大小相適應(yīng)。
3 量具的類型應(yīng)與被測(cè)表面的性質(zhì)（孔或外圓尺寸還是形狀位置值）、生產(chǎn)類型、生產(chǎn)方式相適應(yīng)。
4 按量具的極限尺寸選擇量?jī)x時(shí)應(yīng)保證：T*K
T—被測(cè)尺寸的公差值（mm）
K—測(cè)量精度系數(shù)
—測(cè)量工具和測(cè)量方法的極限誤差
測(cè)量精度系數(shù)表2-5-1
被測(cè)尺寸的精度等級(jí)
IT5
IT6
IT7
IT8
IT9
K
0.325
0.30
0.275
0.25
0.20
五）加工面尺寸的確定
1. 工序Ⅰ
寬： B=4+65+38/2=88mm
長(zhǎng)： L=140+140+20=300mm（20—兩個(gè)工位間的距離）
查《金屬機(jī)械加工工藝人員手冊(cè)》，
切入： L1=25mm
超出： L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)= L+ L1+ L2= 300+25+3 = 328 mm
2. 工序Ⅱ
Ⅱ-1-1
寬： B=140mm
長(zhǎng)： L=30mm
切入： L1=2mm
超出： L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)= L+ L1+ L2= 30+2+3 = 35 mm
Ⅱ-1-2
寬： B=（140-110）/2 +21=36mm
長(zhǎng)： L=30mm
切入： L1=4mm
超出： L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)= L+ L1+ L2= 30+4+3 = 37 mm
Ⅱ-1-3
寬： B=140-36-18=86 mm
長(zhǎng)： L=30mm
切入： L1=25mm
超出： L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)= L+ L1+ L2= 30+25+3 = 58 mm
3. 工序Ⅲ
Ⅲ-1-1
直徑： d=11mm
長(zhǎng)： L=20mm
切入： L1=5mm
超出： L2=2mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)= L+ L1+ L2= 20+5+2 = 27 mm
Ⅲ-1-2
直徑： d=17mm
長(zhǎng)： L=11mm
切入： L1=2mm
超出： L2=1mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)= L+ L1+ L2= 11+2+1 = 14 mm
4. 工序Ⅳ
Ⅳ-1-1
直徑： d=18mm
長(zhǎng)： L=80mm
切入： L1=7mm
超出： L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)= L+ L1+ L2= 80+7+3 = 90 mm
Ⅳ-1-2
直徑： d=19.8mm
長(zhǎng)： L=80mm
切入： L1=2mm
超出： L2=1mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)= L+ L1+ L2= 80+2+1 = 83 mm
Ⅳ-1-3
直徑： d=20mm
長(zhǎng)： L=80mm
切入： L1=2mm
超出： L2=1mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)= L+ L1+ L2= 80+2+1 = 83 mm
5. 工序Ⅴ
Ⅴ-1-1
直徑： d=17mm
長(zhǎng)： L=30mm
切入： L1=7mm
超出： L2=3mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)=L+L1+L2= 30+7+3 = 40 mm
Ⅴ-1-2
直徑： d=17.85mm
長(zhǎng)： L=30mm
切入： L1=2mm
超出： L2=1mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)= L+ L1+ L2= 30+2+1 = 33 mm
Ⅴ-1-3
直徑： d=18mm
長(zhǎng)： L=30mm
切入： L1=2mm
超出： L2=1mm
計(jì)算長(zhǎng)度： L計(jì)= L+ L1+ L2= 30+2+1 = 33 mm
六）切削用量的確定
正確的選擇切削用量，對(duì)保證零件的加工精度、提高生產(chǎn)率、降低刀具的損耗以及降低工藝成本都有很大的意義。切削用量的選擇與下列因素有關(guān)：
1生產(chǎn)率
2加工質(zhì)量（主要指表面光潔度）
3切削力所引起的機(jī)床―夾具―工件―刀具工藝系統(tǒng)的彈性變形
4工藝系統(tǒng)的振動(dòng)
5刀具的耐用度，v越大，耐用度越低
選用原則：
a. 先盡量選取大的ap值
b. 其次盡量取大的s值
c. 最后取合適的v值
（一）切深ap的選擇
一般平面的加工分為粗加工—半精加工—精加工的切深一般等于它的加工余量，而粗加工在留有精加工余量外，應(yīng)盡量取較大的切深，以一次加工切削其加工余量的為最佳。在本次設(shè)計(jì)中所有的切深均等于其加工余量，其走刀次數(shù)也因而全部為一次走刀。
（二）進(jìn)給量s的確定
在切深確定后，其進(jìn)給量s應(yīng)盡量取大值，但應(yīng)保證兩個(gè)基本要求：
a. 因切削力所引起的工藝系統(tǒng)的彈性變形不至于使工件的加工尺寸超出公差范圍。
b. 表面光潔度要求
粗加工時(shí)，主要是工藝系統(tǒng)變形限制s，而光潔度的要求不高；
精加工時(shí)，光潔度要求限制s，而工藝系統(tǒng)變形是次要的，s可根據(jù)切深ap、光潔度要求，加工方法從工藝人員手冊(cè)中查出。
（三）切削速度v的選擇
切削速度v的選擇根據(jù)能最大發(fā)揮刀具的切削性能（不使刀具磨損太快），盡可能發(fā)揮機(jī)床的性能（機(jī)床的功率）。并且可以很好地保證加工質(zhì)量（主要是加工表面的粗糙度要求）和降低加工成本（從提高生產(chǎn)率和減小刀具損耗的角度考慮）。
一般的加工方法，如鉆、擴(kuò)、鉸、銑、鏜的切削用量均可以從手冊(cè)中查出其范圍，再由具體的加工環(huán)境，加工方法等確定其具體數(shù)值。而大量生產(chǎn)中所應(yīng)用的流水線的切削用量的選擇則有其自身的特點(diǎn)：
1．比普通機(jī)床的切削用量約低30％，以減少換刀時(shí)間，和機(jī)床調(diào)整次數(shù)，
一般取刀具的耐用度為：
硬質(zhì)合金銑刀 200分
鉆頭 300分
擴(kuò)孔鉆 60分
鉸刀 70分
鏜刀 60分
絲錐 90分
2. 在服從機(jī)床本身某一參數(shù)下（多數(shù)為每分進(jìn)給量，因組合專用機(jī)床的動(dòng)力頭的運(yùn)動(dòng)為一定的），兼顧同時(shí)工作的不同刀具的合理要求，如孔的一般加工為鉆、擴(kuò)、鉸，鉆孔的v較高，而擴(kuò)、鉸的略低，但由于機(jī)床動(dòng)力頭的運(yùn)動(dòng)是一定的，因而可以適當(dāng)降低鉆頭的v，而擴(kuò)、鉸的可以適當(dāng)增加，以求得最高的生產(chǎn)率。
3. 切削用量的選擇應(yīng)使每道工序的時(shí)間與流水線節(jié)拍相等或小于流水線節(jié)拍，并使各道工序的時(shí)間定額相接近。
計(jì)算過(guò)程
工序Ⅰ
Ⅰ-工位1-1 粗銑D面至35，E面至32,Ra12.5
查表，估算：
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200 min
切深 ap=3 mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.3 mm/齒
切削寬度 ae=88 mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368100/(20030.388)
= 30.79 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n =1000v／3.14d
= 100030.79/3.14100
= 98 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 125r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.14100125/1000 = 39.3 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z=0.310= 3 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速125r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為3 mm/min,則
f2=3 mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×3×0.3×88×10×125
= 0.32 kw
Ⅰ-工位2-2 半精銑D面至31，E面至30,Ra6.3
查表，估算：
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200 min
切深 ap=1 mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.2 mm/齒
切削寬度 ae=88 mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368100/(20010.288)=42.1m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
= 100042.1/3.14100
= 134 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取150 r/min。
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.14100150/1000 = 47.1 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:f1= fz·Z= 0.210 = 2 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速150r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為145mm/min,則
f2=145 mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×1×0.2×88×10×150
= 0.11 kw
工序Ⅱ
Ⅱ-1-1 粗銑F面至25,Ra12.5
查表，估算：
刀具直徑 D=160mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200min
切深 ap=3mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.3mm/齒
切削寬度 ae=140mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
= 368160/(20030.3140)
= 30.8 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
= 100030.8/3.14160
= 61.3 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 75r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.1416075/1000 = 37.7 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z= 0.310 = 3 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速75r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為80 mm/min,則
f2=80mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×3×0.3×140×10×75
= 0.31 kw
Ⅱ-1-2 半精銑F面至24,Ra6.3
查表，估算：
刀具直徑 D=160mm
齒數(shù) Z=10
刀具耐用度 T=200min
切深 ap=1mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.2mm/齒
切削寬度 ae=140mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
= 368160/(20010.2140)
= 42.1 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
= 100042.1/3.14160
= 83.8 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取125r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.14160125/1000 = 62.8 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:f1= fz·Z= 0.210 = 2 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速125r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為85 mm/min,則
f2=85 mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×1×0.2×140×10×125= 0.14 kw
Ⅱ-1-3 粗銑AC1面至21.5,Ra12.5
查表，估算：
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=6
刀具耐用度 T=200 min
切深 ap=2.5 mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.3 mm/齒
切削寬度 ae=86 mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368100/(2002.50.386) = 46.3m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n =1000v／3.14d
= 100046.3/(3.14100)
= 147,5r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 175r/min。
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.14100175/1000 = 55.0 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z= 0.36 = 1.8 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速175r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為150 mm/min,則
f2=150 mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×2.5×0.3×86×6×175
= 0.22 kw
Ⅱ-1-4 半精銑AC1面至20.5,Ra6.3
查表，估算：
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=6
刀具耐用度 T=200 min
切深 ap=1mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.2mm/齒
切削寬度 ae=86mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368100/(20010.286)= 42.2m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
= 100042.2/(3.14100)
= 134.4 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 175r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.14100175/1000 = 55.0 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z= 0.26 = 1.2 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速300r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為235mm/min,則
f2=190 mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×1×0.2×86×6×175
= 0.72 kw
Ⅱ-1-5 精銑AC1面至20,Ra1.6
查表，估算：
刀具直徑 D=100mm
齒數(shù) Z=6
刀具耐用度 T=200min
切深 ap=0.5mm
刀具每齒進(jìn)給 fz=0.1mm/齒
切削寬度 ae=86mm
切削速度：
V=368·D0.2／(T0.32·ap0.15·fz0.35·ae0.2)
=368100/(2000.50.186)
= 59.5 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
= 100059.5/(3.14100) = 189.5 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 200r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.14100200/1000 = 62.8 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= fz·Z= 0.16= 0.6 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
機(jī)床轉(zhuǎn)速200r/min對(duì)應(yīng)的進(jìn)給量為160mm/min,則
f2=160mm/min
有效功率:
P=2.66×10-5·ap0.9·fz0.74·ae·Z·n
=2.66×10-5×0.5×0.1×86×6×200
= 1.48 kw
Ⅱ-1-6 粗銑AC2面至21.5,Ra12.5,取數(shù)據(jù)同Ⅱ-1-3
Ⅱ-1-7 半精銑AC2面至20.5,Ra6.3, 取數(shù)據(jù)同Ⅱ-1-4
Ⅱ-1-8 精銑AC2面至20,Ra1.6, 取數(shù)據(jù)同Ⅱ-1-5
工序Ⅲ
Ⅲ-1-1 鉆H1孔至Φ11
查表，估算：
刀具直徑 D=11mm
刀具耐用度 T=300min
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.22mm/r
工件力學(xué)性能 HB=200
切深 ap=5.5mm
V=9600·D0.25／(T0.125·f10.55·HB1.3)
= 960011/(3000.22200) = 20.3 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n =1000v／3.14d
= 100020.3/(3.1411)
= 587.7 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 600r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.1411600/1000 = 20.7 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.22 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n= 0.22600 = 132 mm/min
有效功率:
N=425df0.8= 42511 0.22 = 1420.5
M=210d2f0.8= 21011 0.22 = 7623
P=MN／(7018760×1.36)
= 76231420.5/(70187601.36)
= 1.13 kw
Ⅲ-1-2 鉆H2孔至Φ11,取數(shù)據(jù)同上
Ⅲ-1-3 锪G1孔至Φ17
查表，估算：
刀具直徑 D=17mm
刀具耐用度 T=65min
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.22mm/r
切深 ap=3 mm
V=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)
=15.117/(6530.22)
= 14.4 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
N =1000v／3.14d
= 100014.4/(3.1417)
= 269.8 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 275r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.1417275/1000 = 14.7 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.22mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n=0.22×275= 60.5 mm/min
Ⅲ-1-4 锪G1孔至Φ17,取數(shù)據(jù)同上
工序Ⅲ
Ⅳ-1-1 鉆B孔至Φ18
查表，估算：
刀具直徑 D=18mm
刀具耐用度 T=300min
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.36mm/r
工件力學(xué)性能 HB=200
切深 ap=9mm
V=9600·D0.25／(T0.125·f10.55·HB1.3)
= 960018/(3000.36200)
= 17.3 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
= 100017.3/(3.1418)
= 306.1 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 300r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.1418300/1000 = 17.0 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.36mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n= 0.36300 = 108 mm/min
有效功率:
N=425df0.8= 425180.36= 3378.3
M=210d2f0.8= 210180.36= 30047.4
P=MN／(7018760×1.36)
= 3378.330047.4/(7018760×1.36)
= 10.6 kw
Ⅳ-1-2 擴(kuò)B孔至Φ19.8
查表，估算：
刀具直徑 D=19.8 mm
刀具耐用度 T=60 min
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.36 mm/r
切深 ap=0.9 mm
V=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)
= 15.119.8/(600.90.36)
= 10.5 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n =1000v／3.14d
= 100010.5/(3.1419.8)
= 168.9 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 175r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.1419.8175/1000 = 10.9 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:f1=0.36 mm/r
每分鐘進(jìn)給:f2= f1·n= 0.36175 = 63 mm/min
Ⅳ-1-3 鉸B孔至Φ20H7, Ra1.6
查表，估算：
刀具直徑 D=20mm
刀具耐用度 T=70min
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=1.5mm/r
切深 ap=0.1mm
V=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)
= 15.120/(700.11.5)
= 7.96 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
= 10007.96/(3.1420)
= 126.8 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 140r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.1420140/1000 = 8.79 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=1.5 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n= 1.5140 = 210 mm/min
工序Ⅴ
Ⅴ-1-1 鉆L孔至Φ17
查表，估算：
刀具直徑 D=17mm
刀具耐用度 T=300min
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.28mm/r
工件力學(xué)性能 HB=200
切深 ap=8.5mm
V=9600·D0.25／(T0.125·f10.55·HB1.3)
=960017/(3000.28200)
= 19.5 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n =1000v／3.14d
= 100019.5/(3.1417)
= 365.3 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 392r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.1417392/1000 = 20.9 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1= 0.28 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n= 0.28392 = 109.76 mm/min
有效功率:
N=425df0.8= 425170.28= 2610
M=210d2f0.8= 210170.28= 21848.4
P=MN／(7018760×1.36)
= 21848.42610/(7018760×1.36)
= 5.97 kw
Ⅴ-1-2 擴(kuò)L孔至Φ17.85
查表，估算：
刀具直徑 D=17.85 mm
刀具耐用度 T=60 min
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=0.28 mm/r
切深 ap=0.425 mm
V=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)
= 15.117.85/(600.4250.25)
= 12.03 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n =1000v／3.14d
= 100012.03/(3.1417.85)
= 214.6 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 272r/min。
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.1417.85272/1000 = 15.2 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:
f1=0.28 mm/r
每分鐘進(jìn)給:
f2= f1·n= 0.28272 = 76.16 mm/min
Ⅴ-1-3 鉸L孔至Φ18H8,Ra1.6
查表，估算：
刀具直徑 D=18 mm
刀具耐用度 T=70 min
刀具每轉(zhuǎn)進(jìn)給 f1=1.5 mm/r
切深 ap=0.075 mm
V=15.1·D0.2／(T0.3·ap0.1·f10.5)
=15.118/(700.0751.5)
= 7.99 m/min
每分鐘轉(zhuǎn)速：
n=1000v／3.14d
= 10007.99/(3.1418)
= 141.4 r/min
查手冊(cè),按機(jī)床實(shí)際轉(zhuǎn)速選取,取 140r/min
按此轉(zhuǎn)速調(diào)整機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速,則實(shí)際切削速度為:
V=3.14dn／1000
= 3.1418140/1000 = 7.9 m/min
每轉(zhuǎn)進(jìn)給:f1=1.5 mm/r
每分鐘進(jìn)給:f2= f1·n=1.5×140= 210 mm/min
七）機(jī)動(dòng)時(shí)間的計(jì)算及工序時(shí)間定額：
工時(shí)定額就是完成某一道工序所規(guī)定的工時(shí)。合理的工時(shí)定額能調(diào)動(dòng)工人的積極性，促進(jìn)工人水平的提高，從而不斷提高生產(chǎn)率，工時(shí)定額也是安排生產(chǎn)計(jì)劃，進(jìn)行成本核算的重要依據(jù)，本設(shè)計(jì)的工時(shí)定額也是設(shè)備數(shù)量、車間面積的依據(jù)。單件工時(shí)定額有下列部分組成：
式中：
—基本時(shí)間。對(duì)于機(jī)床加工工序而言，就是機(jī)動(dòng)時(shí)間。它是直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀，尺寸，表面質(zhì)量等消耗的時(shí)間。
—工作地點(diǎn)的服務(wù)時(shí)間。如調(diào)整和更換刀具，修磨砂輪，潤(rùn)滑擦拭機(jī)床，清除切屑等。一般可按照=（10%~20%）估算。本次工藝卡填寫按照10%估算。
—準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間。成批生產(chǎn)時(shí)，每加工一批零件（如K件）之前工人熟悉工藝文件，領(lǐng)取毛坯，領(lǐng)取和安裝工藝裝備，調(diào)整機(jī)床等。加工終于完成一道工序內(nèi)容，故單件定額時(shí)間中不計(jì)入。可以按照=（3%~5%）估算。
—輔助時(shí)間。為了保證基本時(shí)間的完成進(jìn)行的輔助動(dòng)作所消耗的時(shí)間。如裝卸工件，操作機(jī)床，測(cè)量，改變切削用量等，可查表選擇，也可按=（15%~20%）估算。該設(shè)計(jì)中按照15%估算。
的計(jì)算方公式：=
其中，
L—加工長(zhǎng)度(mm)
L1—加工切入(mm)
L2—加工超出(mm)
f—進(jìn)給量（mm/r）
n—轉(zhuǎn)速(r/min)
具體計(jì)算如下：
1. 工序Ⅰ
1) 基本時(shí)間T基
T基1=L計(jì)/f2=328÷190=1.73
T基2=L計(jì)/f2=328÷235=1.40
T基 = T基1＋T基2=1.73+1.40=2.13
2) 輔助時(shí)間T輔
T輔 =20% T基=2.13×20%=0.43
3) 工作地點(diǎn)及身體需要時(shí)間T工身
T工身=15% T基=2.13×15%=0.32
4) 準(zhǔn)備終結(jié)時(shí)間T準(zhǔn)
T準(zhǔn)=5% T基=2.13×5%=0.11
5) 單件時(shí)間T單
T單= T基+ T輔+ T工身=2.13+0.43+0.32=2.88
6) 單件核算時(shí)間T單核
T單核= T單+ T準(zhǔn)=2.88+0.11=2.99
2. 工序Ⅱ
1) 基本時(shí)間T基
T基1=L計(jì)/f2=65÷118=0.55
T基2=L計(jì)/f2=65÷190=0.34
T基3=L計(jì)/f2=58÷190=0.31
T基4=L計(jì)/f2=58÷235=0.25
T基5=L計(jì)/f2=58÷300=0.19
T基6=L計(jì)/f2=37÷190=0.19
T基7=L計(jì)/f2=37÷235=0.16
T基8=L計(jì)/f2=37÷300=0.12
T基 = T基1＋T基2＋…T基8
= 0.55+0.34+0.31+0.25+0.19+0.19+0.16+0.12
= 2.11
2) 輔助時(shí)間T輔
T輔 =20% T基= 20%2.11=0.4